Espaço da Física · Prof. Flávio

Questão 121 do Enem 2017 PPL: em que etapa o ciclo Diesel absorve calor

Enem 2017 PPL · 2º dia · caderno azul · Física · Termologia

Nos outros cadernos: amarelo 124 · cinza 91 · rosa 110

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E B → C, pois representa expansão isobárica em que o sistema realiza trabalho e a temperatura se eleva.

Rudolf Diesel patenteou um motor a combustão interna de elevada eficiência, cujo ciclo está esquematizado no diagrama pressão × volume. O ciclo Diesel é composto por quatro etapas, duas das quais são transformações adiabáticas. O motor de Diesel é caracterizado pela compressão de ar apenas, com a injeção do combustível no final.

Diagrama pressão × volume. De A (volume V₃, pressão baixa) o gás é comprimido por uma curva até B (volume V₁, pressão alta). De B a C segue uma linha horizontal (pressão constante), com o volume aumentando de V₁ para V₂. De C a D, curva de expansão até o volume V₃. De D a A, linha vertical para baixo, com volume constante

No ciclo Diesel, o calor é absorvido em:

Tente antes de ler a resolução: toque numa alternativa.

Resolução comentada

O que a questão pede

Em qual etapa o gás recebe calor.

Identificando as etapas

O texto diz que duas etapas são adiabáticas. No gráfico, são as duas curvas: A → B (compressão) e C → D (expansão). Nelas, Q = 0.

Sobram:

  • B → C: linha horizontal, pressão constante (isobárica), com o volume aumentando.
  • D → A: linha vertical, volume constante (isocórica), com a pressão caindo.

B → C

Na isobárica com expansão, pV=nRTpV = nRT mostra que, se V aumenta com p constante, T aumenta. A energia interna cresce e o gás ainda realiza trabalho. Pela primeira lei:

Q=ΔU+τ>0Q = \Delta U + \tau > 0

O gás absorve calor: é a etapa da injeção e queima do combustível. Em D → A, a pressão cai com volume constante: a temperatura baixa e o gás cede calor.

Alternativa E.

E Gabarito: alternativa E

Por que as outras alternativas estão erradas

  • A

    A → B e C → D são as adiabáticas: por definição, não há troca de calor.

  • B

    Em A → B a temperatura sobe, mas pelo trabalho de compressão, sem calor.

  • C

    Uma transformação adiabática não absorve calor, mesmo realizando trabalho.

  • D

    Mesmo erro: compressão adiabática esquenta o gás sem receber calor.

Raio-X da questão

Dados oficiais do Inep. Os microdados desta aplicação não trazem as respostas dos candidatos, então aparecem só a dificuldade pela TRI e a habilidade avaliada.

Dificuldade pela TRIMédiaParâmetro B: 683 pontosFácil abaixo de 600, média de 600 a 700, difícil a partir de 700. É a 6ª mais difícil de 45 questões válidas desta prova. O parâmetro B, na escala de notas do Enem (500 + 100 · b), é a nota em que o candidato passa a ter mais chance de acertar a questão do que de errar, sem contar o chute.
Habilidade 21 · Competência 6Utilizar leis físicas e (ou) químicas para interpretar processos naturais ou tecnológicos inseridos no contexto da termodinâmica e(ou) do eletromagnetismo.
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Ciclos Termodinâmicos

Otto, Diesel e refrigerador: o diagrama P × V andando junto com o motor e a geladeira.

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